关注海洋生态系统

    地球的表面约有71％的部分被蔚蓝色的海水所覆盖，地球可以说是是一个海洋的星球。浩瀚无边的海洋，蕴藏着极其丰富的各类资源：海水中存在80多种元素，生存着17万余种动物和2.5万余种植物。21世纪是海洋世纪，海洋蕴藏着丰富的自然资源，它是地球所有生命的摇篮。浩瀚无边的海洋，蕴藏着极其丰富的各类资源它以无比的壮观和无尽的宝藏让人类亲近，然而，它在气候变化和环境污染面前却又是那么脆弱不堪。关注海洋，善待海洋，可持续开发利用海洋也成为全人类刻不容缓的责任。

    近年来，重视海洋、关注海洋已在国际性组织、国家政府间全面展开。1997年7月，联合国教科文组织政府间海洋学委员会召开第19届大会，通过了将“海洋——人类的共同遗产”作为“国际海洋年”主题的建议，要求各国以各种形式积极参与国际海洋年的活动，同时将7月18日定为“世界海洋日”。世界上已有不少国家和地区设立了与海洋有关的节日。例如，英国将8月24日定为英国海洋节；每年的5月22日是美国的海洋节。在我国，每年7月，青岛市都要举行青岛海洋节；中国海洋文化节也已在浙江岱山县成功举办了4届。

    大海洋生态系统

    近二三十年来，由于对近海渔业资源的过度开发，已经导致很多传统经济鱼类资源衰退、渔业资源结构发生很大变化。人们逐渐发现，只进行单品种鱼类资源管理，往往难以达到顶期的管理效果，而只有将鱼类作为整个海洋生态系统中的一个组成部分，研究同一海域多种鱼的相互关系海底世界及其数量变动，并采取相应的严格管理措施，才能增加产量并提高经济效益。而很多海洋生物（尤其是鱼类）具有洄游习性，只有通过国际间协调、综合管理海洋生物资源，才可能收到真正的管理效果。大海洋生态系统的概念就是在以上两个背景基础上形成的。

    大海洋生态系统的概念最初是由美国海洋大气局的K.Sherman和罗德岛大学的L.Alexander等在20世纪80年代提出的。作为大海洋生态系统，应符合以下条件：（1）大海洋生态系统的面积一般要在20万平方千米以上；（2）具有独特的海底深度、海洋学特征和生产力特征；（3）生物种群之间形成适宜的繁殖、生长和营养（食物链）的依赖关系，组成一个自我发展的循环系统；（4）污染、人类捕捞和环境条件等因素的压力对其具有相同的影响和作用。

    目前全球范围内划定的大海洋生态系统共64个，在水深、海洋学、生产力和海洋生物类群等方面各具有其独特性。毗邻我国的黄海、东海和南海都被列入64个大海洋生态系统之中。虽然大海洋生态系统支撑着世界海洋渔业总产量的95％，但是也是受人类活动干扰最严重的海域。目前大海洋生态区面临的主要威胁仍旧是各种污染、过度捕捞、对栖息地的改变和破坏。

    岛屿生态系统

    岛屿生态系统具有明显的海域隔离特征，有别于典型的陆地生态系统，特点主要有：（1）明显的海洋边界及不连续的地理分布；（2）海域隔离降低了岛屿间的有效基因流；（3）不同岛屿间具有异质化的生境条件；（4）海洋岛屿面积相对狭小；（5）火山和侵蚀活动等随机事件致使岛屿在长期的地质过程中处于动态变化中。生物学家常把岛屿作为研究生物地理学与进化生物学的天然实验室或微宇宙。这是因为，岛屿与大陆隔离，它们的动物种群和植物种群的进化都发生在相对封闭的环境中，可以免受其他物种在大陆所面临的残酷竞争，并朝着特殊的方向进化。许多偏僻的岛屿上都拥有一些世界上最奇特的植物，这些植物甚至未曾在其他地区被发现。这些物种因其具有地理隔离、种群边界清晰、分布范围狭窄及种群规模较小等特点，成为物种分化、起源研究的模式种。相应的，随着岛屿生态学及生物多样性研究的不断深入，岛屿生态系统被视为模式生态系统。

    海底生态系统

    海底生态系统又称深海生态系统，是指在海底黑暗、低温（或高温）和高压等极端环境下，以化学能和地热能为基础而存在的特殊生态系统。深海通常是指水深1000米以下的海洋，这里缺乏阳光，静水压力高，温度低至1℃，或是高达350℃，靠光合作用生长的植物以及相应的高营养级动物在如此恶劣的环境条件下根本无法生存，因此，长期以来深海一直被认为是没有生机的“荒芜沙漠”。然而，海底的生命远比我们的想象要丰富得多。1977～1979年，美国研究人员利用“阿尔文”号深潜器最早对加拉帕戈斯群岛附近2500米深的海底热泉进行调查，在其周围发现了完全不依赖光合作用而生存的深海生物群落，包括10个门类，500多个种属，构成一个五彩缤纷、生机勃勃的复杂生态系统。与我们经常看到的水生生态系统相似，这个生态系统中的能量和物质也能通过各种生物之间的取食和被食的关系而逐级传递，构成完整的海底食物链。

    在亿万年的物竞天择过程中，深海生物虽然失去了许多与浅海生活相适应的结构特征，如色素退化（通体深海通常是指水深1000米以下的海洋，这里缺乏阳光，静水压力高白色或粉红色）、内脏可视、视觉系统退化等，但是同时具备了耐盐性、耐低温、耐高温、耐高压、高渗透性、触觉发达、有固氮能力和清污能力等特殊功能。特别是，深海生物的表皮多孔而有渗透性，海水可以直接渗透到机体内，使身体内外保持压力平衡，因此，它们在600个大气压（相当于6000米水深的压力）下仍然能够正常生活，这是大多数浅海生物难以做到的。生物学家认为，深海生命是地球上最古老的生命形态之一，对它进行的研究将为揭开地球上生命起源之谜提供更多证据。

    并非危言耸听的海平面上升

    2009年3月10日，在丹麦首都哥本哈根举行的气候变化国际科学大会上，首席发言人澳大利亚塔斯马尼亚霍巴特气象气候研究中心的约翰·丘奇（John Church）博士告诉大家：“卫星和地面勘测的数据表明，自1993年以来，全球海平面以每年3毫米甚至更高的如果海平面上升1米，全球将有10亿人口的生存受到威胁。这个比率已经远远超过了20世纪一百年的平均水平。”根据《2007年中国海平面公报》，近30年来中国沿海海平面总体上升了90毫米。预计未来10年，中国沿海海平面将继续保持上升趋势，将比2007年上升32毫米。

    科学界普遍认为：全球海平面上升是由于气候变化等原因直接或间接造成的。海平面上升分别由绝对海平面上升和相对海平面上升构成，前者是由全球气候变暖导致的海水热膨胀和冰川融化而造成的；后者是由地面沉降、局部地质构造变化、局部海洋水文周期性变化以及沉积压实等作用造成的。据统计，全世界大约有半数以上的居民生活在沿海地区，距海岸线60千米范围内的人口密度比内陆高出12倍。有关专家预计，如果海平面上升1米，全球将有10亿人口的生存受到威胁，500万平方千米的土地将遭到不同程度的淹没。一些太平洋岛国的最高点仅在海平面以上几米，全球气候日益变暖导致的海平面上升，将使这些岛国面临被淹没的处境。

    海水富营养化

    海水富营养化指海水中生物生长所必要的营养元素氮和磷的浓度超过正常水平所引起的水质污染现象。由于水体中氮、磷营养物质的积累，引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，使水体溶解氧的含量下降，造成藻类、浮游生物、植物和鱼类衰亡甚至绝迹。自然情况下，海水很少发生富营养化，人为活动向近海海域大量输送氮、磷是引发富营养化的主要原因。海水的富营养化往往发生在沿岸、河流入海口、海湾等受人类活动影响比较强烈而水体交换不良的地区。

    海水富营养化对渔业生产是有益的

    海水富营养化的正面影响是适度的富营养化在一定程度上对水产养殖和渔业生产是有益的，但这种理想情况很难在现实中出现。负面影响是为赤潮藻类的暴发性繁殖埋下隐患，一旦水温和盐度适合、气象条件允许，就会引发严重的环境问题——赤潮。控制海水的富营养化程度，关键是控制海水中无机氮和无机磷的浓度。

    溶解氧在海水中的分布

    溶解于海水中的分子态氧称为溶解氧，用符号DO表示。溶解氧是海洋生命活动不可缺少的物质，主要来源于大气和浮游植物的光合作用。水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因素有关。大气压力越大、水温越低、盐度越小，则溶解氧含量越高，反之则越低。在浮游生物生长繁殖的海域，表层海水的溶解氧含量不但昼夜不同，而且因季节而异，加上洋流等因素的影响，海洋中的溶解氧具有明显的垂直分布特征和区域分布特征。

    按照溶解氧垂直分布的特征，大体上分为四个区：①表层由于风浪的搅拌作用和垂直对流作用，氧在表层水和大气之间的交换能较快趋于平衡，表层水中溶解氧基本上处于饱和状态。②光合带中既有来自大气的氧，又有植物光合作用产生的氧，因此出现氧含量的极大值。⑧光合带下的深水层由于光线微弱，光合作用减弱，有机物在分解过程中消耗氧，使氧含量急剧降低，甚至可能出现最小值。④极深海区虽然可能是无氧无生命区，但是由于高纬度下沉的冷水团向深层水中补充氧，这里的氧含量可能随深度的增加而增加。

    溶解氧的区域分布与海洋环流密切相关，同时还与海洋生物分布和大陆径流有关，变化复杂。三大洋中，溶解氧平均含量以大西洋最高，印度洋次之，太平洋最低。

    海洋环境容量与倾废

    海洋环境容量是指在一定的自然、经济条件下，结合各海域的使用功能及其环境质量的管理目标，预测该海域内允许排入的污染物的最大量。

    海洋污染

    海洋是一个客观存在的自然资源库，但并不意味着我们可以无止境地开发和污染，一定范围的海域所能容纳的污染物数量是有限的，环境容量是我们充分利用海洋自净能力的一个综合指标。海洋环境容量大小与海域环境空间的大小、位置、水文气象、水生生物、自净能力、生物的种群特征、污染物的理化特性以及该海域所执行的环境标准等均有密切关系。

    从环境空间来看，空间越大，环境对污染物的净化能力就越大，环境容量也越大。

    对海洋污染物来说，其物理、化学性质越不稳定，环境对它的容量也就越大。

    海洋荒漠化及其危害

    海洋荒漠化是指在人为作用下海洋（及沿海地区）生产力的衰退过程，即海洋环境向着不利于人类生存的方向发展。海洋荒漠化的主要原因是海域环境承载能力的下降，具体表现为海域生产力的降低、海水水质的恶化、红树林及珊瑚礁的破坏、捕捞过度以及赤潮等生物灾害频繁暴发等。由于海水和生物的流动性，往往是“源头”海域受到破坏，影响毗邻甚至整个海域的生态环境。

    海洋荒漠化

    我国海域总面积约为4.277×106平方千米，由于沿海经济的高速发展，加之人类对海洋的不合理利用，某些海域正在经历着严重的荒漠化过程，其中，渤海近海海域的荒漠化趋势尤为显著。近20年来，随着环渤海地区经济的快速发展，渤海遭遇到空前的污染。受污染的海域面积由1992年不足26％增加到2002年的41.3％，某些沿岸海底淤泥中的重金属元素含量甚至超过国家规定标准的2000倍。大量氮、磷营养物排入近岸海域后，提高了海水富营养化的程度，导致赤潮频频发生。20世纪60年代以前渤海没有赤潮记录，70年代仅发生3次，80年代发生19次，90年代爆发27次，2000年至2008年已发生赤潮88次。最大一次的赤潮面积超过1万平方千米，累计经济损失数十亿元。同时，过度捕捞造成渔业资源严重衰退，表现为渤海渔业生物品种明显减少，传统经济鱼类资源量大幅下降，并呈低龄化和小型化趋势，幼鱼占捕捞总量的60％以上。

    海洋倾废

    海洋倾废是指利用船舶、航空器、平台及其他载运工具，向海洋处置废弃物和其他物质的行为；向海洋弃置船舶、航空器、平台和其他海上人工构造物，以及向海洋处置因海底矿物资源勘探开发及与之相关的海上加工所产生的废弃物和其他物质的过程，但是不包括船舶、航空器及其他载运工具和设施正常操作下产生的废弃物排放。

    海洋倾废

    世界上最早实行海洋倾废的国家是美国。早在1875年，美国就开始在南卡罗来纳州的查尔斯顿港向海里倾倒酸液泥，开了向海洋倾废的先河。英国从1887年开始在泰晤士河口海湾倾废。此后，日本、法国、爱尔兰、新西兰等国也相继在海上倾废。不合理倾倒的废弃物污染了海洋环境，造成了严重的海洋生态破坏，例如，20世纪30年代在波罗的海由于水泥包装破损倾倒的7，000多吨砷，杀死了大量鱼类。

    为了保护海洋环境，1972年在伦敦召开的关于海上倾倒废物公约的政府间会议通过了《防止倾倒废物及其他物质污染海洋的公约》，即《伦敦倾废公约》。该公约的1996年议定书规定，缔约方“应禁止倾倒任何废弃物或其他物质，除那些列入清单的物质外”。被列入可排放清单的包括疏浚物质、污水污泥、鱼类废弃物，或由工业鱼加工作业产生的物质、海上船舶和平台或其他人造结构、惰性的、无机的地质物质以及最初构成铁、钢、混凝土和类似无害物质的庞大物品。我国在《海洋倾废管理条例》中也明确规定“严格控制向海洋倾倒废弃物”，并分别对禁止倾倒的物质和需要获得特别许可证才能倾倒的物质进行了界定。

    海洋生态补偿

    海洋生态资源是人类社会与环境可持续发展的基础。但是，在开发利用海洋资源的过程中，由于人们的认识不足，生产规模宏观调控不力，导致海洋生物资源数量锐减，海洋生态系统遭到不同程度的破坏。为了保障海洋生态资源的永续利用和持续发展，有必要采用经济手段对海洋生态资源进行管理。由于海洋生态资源是公共物品，按照市场机制存在着生产不足或产出为零的情况，作为管理者的政府应该对海洋生态环境破坏的受害者和环境治理中作出贡献的贡献者给予补偿。

    海洋垃圾清理

    海洋生态补偿是指海域使用者或受益者在合法利用海洋资源过程中，对海洋资源的所有权人或者为海洋生态环境保护付出代价者支付相应费用，其目的是支持与鼓励保护海洋生态环境的行为。

    进行海洋生态补偿，首先要确定某一海洋开发或保护活动的利益相关者，即受该活动及其结果影响的人、集团或者组织，主要依据如下：①确定海洋生态资源的经济价值；②为保护海洋生态资源作出贡献的应是主要的补偿对象；③充分考虑与海洋生态资源开发与保护相关的间接利益相关者；④进行保护海洋生态资源价值的生态补偿时，不要忽视海洋生态系统的服务价值。经济补偿或资金补偿是海洋生态补偿的一个方面，补偿程度可依据海洋资源价值和当地经济发展水平进行确定。

    除经济补偿以外，海洋生态补偿还应包括对海洋生境的补偿和海洋资源的补偿。在资源补偿方面，我国已进行了大量实践，例如，20世纪80年代我国在黄海、渤海实施的中国对虾生产性增殖行动等。

    海洋生态破坏

    海洋环境问题包括海洋环境污染和海洋生态破坏两个方面。海洋环境污染是指污染物质进入海洋，超过海洋的自净能力；而海洋生态破坏是取出性损害或开发性损害，又称非污染性的损害，即由于人类不适当地从海洋环境中取出或开发出某种物质、能源（非排污活动）所造成的对海洋环境的不利影响和危害。

    海洋石油污染

    人类不合理的生产活动所造成的典型海洋生态破坏行为包括：①海岸工程建设、围海造田、红树林毁林挖塘养虾等行为破坏了海岸环境和海岸生态系统；②人类对某些传统经济鱼类的过度捕捞，使近海的鱼虾资源数量锐减，品质下降，进而导致部分非经济生物由于天敌锐减而大量繁殖，使海洋生态失去平衡，海洋生态环境遭到破坏；③赤潮，危害水产养殖和捕捞业等海洋环境。河口和港湾多与大中城市相毗邻，人口密集，因而是出现海洋生态破坏现象的主要区域。在污染较大的海域，生态系统变得十分脆弱，更容易发生生态破坏。减少污染物的排海量和控制海洋资源的过量开采，是防止海洋生态破坏的主要措施。

    海洋生态系统的服务功能

    海洋生态系统服务功能是指一定时间内特定的海洋生态系统及其组成部分为人类提供的赖以生存和发展的产品和服务。海洋生态系统服务功能大致上包含食品生产、原料生产、氧气生产、提供基因资源、气候调节、废弃物处理、生物控制、干扰调节、休闲娱乐、文化价值、科研价值、初级生产、营养物质循环、生物多样性维持等14项基本功能。

    海洋服务功能的文化功能——休闲娱乐

    根据海洋生态系统服务功能的相似作用和性质，可将这些功能合并为供给、调节、文化和支持四大类功能。

    供给功能是指海洋生态系统为人类提供食品、原材料、提供基因资源等产品，从而满足和维持人类物质需要的功能。

    调节功能是指人类从海洋生态系统的调节过程中获得的服务功能和效益。

    文化功能是指人们通过精神感受、知识获取、主观印象、消遣娱乐和美学体验等方式从海洋生态系统中获得的非物质利益。

    支持功能是指为海洋生态系统物质功能、调节功能和支持功能提供所必需的物种多样性维持和提供初级生产的保证的功能。

    这些海洋生态系统服务功能是海洋生态系统及其生物多样性的整体性表现，是生物与生物、生物与环境相互作用的结果，也是海洋生态系统对人类的贡献。

    海洋生态系统围隔实验

    在用人工方法把自然海水围成的相对封闭的生态系统内，研究海洋生态系统结构、功能及其变化的实验称为海洋生态系统围隔实验。这种围隔的水深介于1～10米之间，海水与周围海水不能进行交换，不会受到潮流和水平扰动的影响，但与周围的自然环境极其相似，能够很好地解决在天然海域中试验条件差异较大的问题，使实验结果更具有客观性。围隔按水体积大小可分为3类，即小尺度围隔（1～10立方米）、中尺度围隔（10～100立方米）、大尺度围隔（>；100立方米）；按生态系统类型可分为浮游生态系围隔、浮游—底栖生态系围隔和底栖生态系围隔；按基质可分为软底围隔、岩基围隔和悬浮围隔。

    围隔式实验装置

    目前，国内外围隔实验的研究的内容大体上包括4个方面：①海洋生物自然生态研究。主要研究浮游生物的种群结构、组成和环境之间的关系，食物链不同营养阶层生物之间的物质和能量的转移，并在此基础上建立数学模型。②污染生态学研究。例如，营养盐、重金属、石油和农药等污染物在生态系统中的迁移转化及其对生态系统结构、功能的影响。③渔业资源学研究，尤其渔业资源是对生物资源补充及对其造成影响的因素的研究。④海——气界面通量和水——沉积界面的相互关系的研究。1984～1987年，国家海洋局第三海洋研究所、山东海洋学院和厦门大学等单位同加拿大科学家合作，在厦门进行围隔式生态系统实验工作，在20米×10米×5米的陆基水池中做了油和重金属对海洋生态系统的影响实验。

    海洋生物入侵

    海洋生物入侵是指非本地海洋物种由于自然或人为因素从原分布海域进入本地海域（进化史上不曾分布）的地理扩张过程。外来海洋生物一旦入侵到新的适宜生存的区域中，就可能发生不可控制的“雪崩式”大量繁殖，疯狂地掠夺当地生物的食大米草物，造成有害寄生虫和病原体的大面积迅猛繁殖，使生物多样性减少，而且使系统的能量流动、物质循环等功能受到影响，严重者会导致整个生态系统的崩溃。外来海洋生物的入侵降低了区域生物的独特性，打破了维持全球生物多样性的地理隔离。

    目前，国际自然资源保护联合会公布的世界上100种最危险的外来生物物种中已有一半入侵到中国。大米草就是对中国造成越来越严重的生物入侵危害的新案例。20世纪60～80年代，福建省分别从英、美等国引入大米草时的初衷是抵御风浪和保滩护岸，但因其密集生长，抗逆性与繁殖力极强，原先生长红树林、海草的地方被挤占，儒艮及鱼、贝、虾、蟹等生物失去栖息环境，导致滩涂生态失衡、航道淤塞、海洋生物窒息致死，因而被称为“害人草”。现在大米草已经传播到北起辽宁锦西，南至广西合浦的100多个县市的沿海滩涂，以及黄河三角洲、渤海湾等处，严重威胁我国海岸生态安全。

    滨海湿地

    滨海湿地是一种特殊的湿地类型。

    我国的学者陆海滨湿地

    健健将其定义为陆缘为含60％以上湿生植物的植被区，水缘为海平面以下6米的近海区域，包括江河流域中自然的或人工的、咸水的或淡水的所有富水区域（枯水期水深2米以上的水域除外），不论区域内的水是流动的还是静止的、间歇的还是永久的。简言之，滨海湿地是指低潮时水深浅于6米的水域及其沿岸浸湿地带。

    滨海湿地处于海陆交错地带的边缘区域，受海洋和陆地双重作用。其复杂的动力机制造成了复杂多样的滨海湿地类型，包括永久性浅海水域、河口水域、海草床、珊瑚礁、岩石性海岸、沙滩砾石与卵石滩、滩涂、盐沼、潮间带森林湿地、咸水或碱水渭湖、海岸淡水湖和海滨岩溶洞穴水系等。

    滨海湿地除了具有湿地的普遍功能，如抵御洪水、调节径流、蓄洪抗旱、降解污染、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、美化环境外，还具有许多独特功能，包括：减弱海流对海岸的侵蚀；防止海水入侵，减轻海水倒灌导致的土壤盐渍化；形成海景、海滩等独特的旅游资源；为洄游鱼类提供生长繁殖所需的环境等。

    海洋缺氧区

    海洋缺氧区又称为海洋低氧区，是指海水中缺氧，海洋生物难以生存的区域。丰富的有机物和稳定的水体环境是形成缺氧区的必要条件。海水中有机物含量过高，其氧化分解会消耗大量的溶解氧。海水中的溶解氧主要来源于大气和光合作用，透光层以下水体中氧的供应主要依赖表层水体的移流和扩散作用，当有温跃层存在时，上下水体交换不畅从而阻断表层海水和下层海水进行氧气交换，这时就会出现缺氧区。

    海洋氧含量的垂直分布图在我国，每年八～九月，长江口海区的氧含量最低。但每当台风来临，氧含量趋于正常，台风过后，氧含量又回到低谷状态，这是因为台风等风暴潮会影响水体的结构，打乱原有的稳定的温盐跃层，水体交换频繁，氧含量得到迅速补充。所以，低氧区大都出现在稳定的水体中，常受大风浪影响的海域一般不会存在低氧区。

    近年来，随着海洋有机污染的加重，海洋缺氧区的面积逐年扩大。缺氧区主要分布在城市化程度高、人口密集城市的海岸地区、近海岸河口区域以及部分海湾。缺氧区面积的逐年扩大，严重威胁着海洋生物的生存，影响海洋生物种类和数量的变化，危害海洋生物多样性，进而影响海洋生态系统结构的稳定性。

    海洋自净能力

    海洋自净能力是指海洋通过其自身的物理、化学和生物作用，使污染物浓度自然地逐渐降低乃至消失的能力。净化速度一般表示为浓度下降率或与污染物有关参数的变化率。海洋自净是一个错综复杂的自然变化过程，按其发生机理可分为：物理净化、化学净化和生物净化。三种过程相互影响、同时发生或相互交错进行。

    海洋自净能力已不堪重负

    物理净化主要发生于河口和内湾。径流带入的污染物受海水稀释，污染物不断向外海扩散，一些杂质被吸附在固态物体上，另一些沉淀在水底，具有挥发性的污染物还可以逐渐气化，这都使水体不断净化。净化速度主要取决于水平流动和湍流扩散等物理过程的快慢。

    化学净化主要是污染物在海水中发生氧化还原、化合分解、吸附凝聚、交换和络合等化学反应转变成无害物质甚至消失。如有机污染物经氧化还原作用最终生成二氧化碳和水等；汞、镉、铬、铜等金属离子在海水酸碱度和盐度变化影响下，离子价态可发生改变，从而改变毒性或由胶体物质吸附凝聚共同沉淀于海底。

    生物净化是通过微生物和藻类等生物代谢作用，将污染物质降解或转化成低毒或无毒物质。例如，将甲基汞转化为金属汞，将石油烃氧化成二氧化碳和水。

    由于海洋辽阔，自净能力也大，人们一直把它看成是天然的最大净化池而任意倾废或排污，但海洋的自净能力并不是没有限制的。为了合理利用海洋环境自净功能，保护和改善海洋环境，研究和掌握海洋环境自净机理，是海洋环境科学研究的一项重要任务。

    海洋钻孔生物

    海洋钻孔生物是能够穿凿海洋中的木船、木竹建筑、红树、岩石、珊瑚礁以及贝壳等物体的海生生物。海洋钻孔生物能穿凿岩石，它们钻孔的目的有的是为了填饱肚子，有的是为了躲避其他动物的侵害。海洋中会钻孔的动物有海绵动物、环节动物的多毛类、软体动物的双壳类、节肢动物的甲壳类、苔藓动物和棘皮动物的一些种类，其中以双壳类和甲壳类最为重要，危害也最大。海绵类中的穿贝海绵、多毛类中的某些才女虫和一些苔藓动物经常穿凿扇贝、牡蛎等经济贝类，使其生长受到影响。棘皮动物中的球海胆等能用坚硬的棘穿凿珊瑚礁等。软体动物中的住石蛤、钻岩蛤、石蛏等以及海笋科中的许多种类都能穿凿岩石、珊瑚礁和贝壳等。软体动物双壳类的船蛆科、甲壳类中的蛀木水虱等穿凿木材并以木材为饵料，会严重破坏木船和海港、码头的木、竹设施。

    海洋钻孔生物中研究最多的是船蛆科生物，一共有60多种，中国沿海已发现10多种。海洋钻孔生物长期地在木、竹中生活，它们的贝壳已经退化，仅剩下很小一部分包裹在身体前面，成为钻洞的工具。船蛆、马特海笋、蛀木水虱和光背团水虱等4类代表性物种在我国沿海最为常见。防除海洋钻孔生物的方法有：船只定期上岸，用手工清除污物、用淡水冲洗；用烟熏火烤，烤干后表面涂刷配制石灰水；船在海中航行一段时间后，再到江河淡水中航行一段时间；用铅包覆木船的船底；船体涂刷防污漆；焦油压入木材等。

    入海河口生态系统

    河口是地球上海水和淡水交汇和混合的、介于陆海两类生态系统之间的交界地带。河口生态系统是河口环境生物群落与周围环境相互作用构成的自然系统，具有相对稳定功能并能自我调控。就入海河口而言，它是一个半封闭的海岸水体，与海洋自由沟通，海水在其中被陆域来水所冲淡。

    河口生态系统

    根据动力条件和地貌形态的差异，一般把河口分为河流近口段、河口段和口外海滨。河流近口段以河流特性为主，口外海滨以海洋特性为主，河口段的河流因素和海洋因素则强弱交替地相互作用，有其独特的性质。

    河口的主要特征之一是盐度的变化，涨潮时盐度增高，退潮时盐度降低；雨季时盐度近似于淡水，干季时近似于海水。因为冬季河水较海水冷而夏季较海水暖，所以河口区温度变动较沿海和外海大。河口的水中含有一定量的泥沙，透明度比外海水域低。

    河口的底层往往被泥沙覆盖，底泥中含有丰富的、主要来自沿潮线以上的植物等的有机碎屑。这些植物主要由温带区沼泽草地的水草和芦苇或热带区的红树组成。河口动物主要来自海洋，许多浅海种类，即生活在大陆架浅水域的种类，在洄游入海前把河口作为索饵场。

    海水与海洋污染

    海水的化学需氧量又称化学耗氧量，是利用高锰酸钾作为氧化剂，将海水中可氧化物质（有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，但主要是有机物）氧化分解，然后根据残留的氧海水检测化剂量计算出氧的消耗量，单位为毫克／升。CODMn和生化需氧量（BOD）都是表示水质有机污染程度的重要指标。CODMn的值越小，说明海水污染程度越轻，水质越好，CODMn的值越大，说明水体污染程度越严重。相应的，水中溶解氧含量越低，水中需氧生物将因缺氧而死亡。根据《中华人民共和国国家标准海水水质标准》（GB3097—1997），我国的海水水质分为四类，对CODMn浓度的限值要求分别为：2毫克／升（Ⅰ类），3毫克／升（Ⅱ类），4毫克／升（Ⅲ类），5毫克／升（Ⅳ类）。

    深海环境研究

    深海通常是指1，000米以下的海洋，是地球系统中关键而又不为人知的部分。那儿面临高压、低温或高温、黑暗及低营养水平等极端深海探测环境，长期以来一直被认为是一片“荒芜的沙漠”。早在1960年，美国“的里雅斯特”号载人潜水探测器就在马里亚纳海沟下潜了10910米，并由此拉开了人类深海探险活动的序幕，但最早实施深海环境研究计划的国家却是日本。1971年成立的日本海洋科学技术中心JAMSTEC（2004年重组为日本海洋地球科学与技术部）从1991年就开始实施了“深海之星（DeepStar）”项目，专注于研究深海环境的微生物。项目组成员建造了令人难以置信的深海科研设备，如载人深潜器“深海（SHINKAI）2000”、“深海（SHINKAI）6500”及1万米级遥控无人探测器“海沟”号，从深海获得了1，000多株嗜压、嗜冷、嗜热（110℃～150℃）、嗜碱及耐有机溶剂的极端细菌。1995年，JAMSTEC研究人员成功地探测了世界上最深的马里亚纳海沟，从传回的图像中可清晰地看到游动着数条小鱼。然而，此前人们一直以为鱼儿能生存的最深水深是8，370米呢！在从1万米深海海底采回的泥浆中，科研人员检测到180种微生物。

    近年来，新一轮的深海环境研究计划已经开始。

    利用海水自净能力

    治理海洋污染城市生活污水通过适当方式向深海排放，在海洋的自净能力范围内，并不会对海洋水质和生态功能造成显著影响，还可节约大量治污资金。因此，污水深海排放在一定程度上是可行的。在澳大利亚的悉尼市等沿海城市，大约有80％的生活污水在进行浅度处理后进行深海排放。一些滨海城市采用岸边排放生活污水的方式是相当不合理的，因为近岸海域对污染物的降解速度远不如深海快，还会直接污染到海滩和近海的海洋自然保护区、海滨风景名胜区等重要保护对象，对保护近海海洋环境十分不利。

    利用海水自净能力治理污染当然，为了防止海洋环境污染，深海排放必须经过充分的工程设计和技术论证。《中华人民共和国海洋环境保护法》第三十条规定：在有条件的地区，应当将排污口进行深海设置，实行离岸排放。设置陆源污染物深海离岸排放的排污口，应当根据海洋功能区划、海水动力条件和海底工程设施的有关情况确定，具体办法由国务院规定。我国《防治海洋工程建设污染管理条例》第二十三条规定：污水离岸排放工程排污口的设置应当符合海洋功能区划和海洋环境保护规划，不得损害相邻海域的功能。污水离岸排放不得超过国家或者地方规定的排放标准。在实行污染物排海总量控制的海域，不得超过污染物排海总量控制指标。

    绿牡蛎事件

    1986年1月，我国台湾省高雄县二仁溪口海域养殖户发现，自己养殖的牡蛎呈现奇怪的绿色，人称“绿牡蛎”事件。后经研究表明，附近的废五金处理厂排放的含铜废水，是导致牡蛎变绿的主要原因。二仁溪位于高雄县、台南县与台南市三个地区的交界处，这里人口稠密，工厂林立。废五金处理厂在对废电线电缆、电子零件、电路板等进行酸洗时，所产生的废液中含有大量的铜离子。这些废水与其他工业废水大都未经处理就直接排至二仁溪，顺流进入河口附近海域，长期的污染造成海水铜浓度过高，并被养殖牡蛎吸收富集。实测结果显示，绿牡蛎事件并非台湾地区独有该海域的牡蛎含铜量高达4，410μg／g（干重），富集系数超标50万倍！一般当牡蛎体内累积的铜超过500μg／g（干重）时，肉眼看上去呈绿色，但是即使体内含铜量高达4，500μg／g（干重），牡蛎的生长仍然不受影响。随后几年，台湾新竹香山、台南安平附近海域养殖的牡蛎也相继出现轻微变绿的现象，其铜含量大都介于600～800μg／g（干重）之间，变绿原因亦和铜污染有关。

    绿牡蛎事件并非我国台湾地区独有，在英国、澳大利亚和美国都曾经因船舶污染或工业污染而使其附近海域的海水铜浓度增加，早在1886年，兰克斯特（Lankester）就发现了肉体变绿的牡蛎，称其为“患绿色病（greensick）的牡蛎”。

    五日生化需氧量

    生化需氧量又称生化耗氧量（biochemicaloxygendemand，BOD），表示水中有机污染物经好氧微生物分解时所需的溶解氧量（单位毫克／升），是评价水质的常用指标。生化需氧量越高，表示水中的需氧有机污染物质越多。

    五日生化需氧量测定有机污染物经微生物氧化分解的过程一般分为两个阶段：第一阶段，主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨，即碳化阶段；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐，即硝化阶段。第二阶段对环境质量影响较小。废水的生化需氧量通常是指第一阶段有机物生物进行化学氧化所需的氧量。

    因为微生物活动与温度有关，所以测定生化需氧量时，一般以20℃作为测定时的标准温度。这时，一般生活污水中的有机物需要20天左右才能基本上完成第一阶段的氧化分解过程，即要测定第一阶段的生化需氧量至少需要20天时间，这在实际工作中常常比较困难。目前都以5天作为测定生化需氧量的标准时间，简称五日生化需氧量，用BOD5表示。

    海洋中的生物泵

    海洋浮游植物通过光合作用吸收大气中的CO2，释放出氧气，并且成为海洋食物链中其他各级生物的有机质食物来源。

    各种钙质生物骨骼或壳体，死亡后的残骸逐渐沉降到洋底——这就犹如一个“泵”，将上层海水中的CO2最终“抽提”输送到洋底沉积物之中。这个通过光合作用将无机碳固定为有机物，之后在食物网内的转化、物理混合、输送及重力沉降等的综合过程被称为“生物泵”，其“引擎”受浮游植物吸收碳的速率（光合作用速率）的影响，它的初级生产力是生物泵运转的“发动机”。

    对于各种有机、无机形态碳之间的循环，以及碳从表层向深海的输送，除了生物泵的作用外，还有物理泵的作用。物理泵的驱动力来自海洋缓慢的环流及冷水中CO2溶解度高于温暖水体。在高纬度海域，特别是北大西洋和南大洋，冷的、密度较大的水团在沉降至海洋内部前吸收大气的CO2，这些沉降的水团伴随着其他海域的上升流流动。水团到达海洋表层时变暖，CO2溶解度降低，因而部分CO2会释放回大气中。但其综合效应的结果是将大气CO2泵入海洋内部。物理泵和生物泵共同作用，增加海洋内部的CO2浓度。

    海洋生物的营养物质

    海洋生物的营养物质是指生物需要的能促进细胞或生物体生长、保养、活动和繁殖的物质，这些物质除蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和水外，还包括无机盐等，我们都称之为营养物质。

    在海洋中，许多元素是生物生长所必需的营养元素，如H、C、O、N、P、Si、Mg、Cl、K、S、Ca、Fe、Co、Cu、Zn、Se等。在天然海水介质中，C02、S02-、HBO-3、Mg2+、C1-、K+、Ca2+等的含量很高，它们不会限制海洋生物的生长，通常不将其称为营养盐。而一些痕量元素，如Fe、Mn、Co、Zn、Se等，由于在海水中的含量很低，一般称为痕量营养盐。N、P、Si是海洋生物生长所必需的最重要元素，也是海洋进行初级生产和食物链的基础，其在海水中的含量高低会影响海洋生物生产力与生态系统结构，反过来，生物活动又会对其在海水中的含量和分布产生明显的影响，故通常将N、P、Si称为主要营养盐（或生源要素）。

    海水中营养盐的来源包括大陆径流的输入、大气沉降、海底热液作用、海洋生物的分解等。在海洋真光层中，浮游植物在生长和繁殖过程中不断地吸收营养盐，它们在代谢过程中的排泄物和生物残骸，经过细菌的分解，又将一些营养盐再生，重新回到海水中。从真光层沉降的颗粒组分，在中、深层水体部分中再次被分解，生成无机营养盐，之后通过垂直平流、扩散作用重新回到真光层，如此不断循环。

    疏浚物倾倒与海洋环境

    疏浚是为了保障船舶通行安全的必要活动，广泛应用于：①开挖新航道、港口和运河。②浚深、加宽和清理现有航道和港口。③疏通河道、渠道，水库清淤。④开挖码头、船坞、船闸等水工建筑物基坑。⑤结合疏浚进行吹填造地、填海等工程。⑥清除水下障碍物。疏浚物是指从河口、港口、码头、航道和其他水体底部挖掘出的物质。这些疏浚物中的绝大部分成分为天然沉积物，一小部分由于人类的活动而受到污染。疏浚物中的污染物一般分为无机物（汞、铅、铜、锌、镉等）、金属有机化合物（甲基汞、三丁基苯等）和有机物（烃类、多环芳烃类、多氯联苯等）。脱除疏浚物中污染物的方法有高温清除、高温吸附固化、分离和生物法。

    倾倒污染检测

    长期以来，疏浚物主要通过两种方法进行处置：一种方法是吹填的方法，即在需要填方的地区修筑围堰，然后将疏浚物吹填在内的方法；另一种是抛泥的方法，一般在特定的海域内设置倾倒区，将疏浚物运输到此处倾倒于海。吹填施工往往出现泥水从围堰上的溢流口向外部扩散，引起二次污染的问题。当这些疏浚物进行海上弃置时，就要考虑倾倒活动对倾倒区及周边环境所产生的影响并采取相应的措施，防止对海洋环境造成污染。目前，我国年疏浚物海洋倾倒量达上亿立方米。由于海洋倾废区大部分设置在河口、近海海域，而这些海域又多为海洋捕捞、水产养殖、幼鱼幼虾保护区域，疏浚物的倾倒会影响其他海洋资源的有效利用，并可能对海洋环境造成灾害。因此，疏浚物的倾倒与其他海洋活动及海洋环境保护之间又有相互矛盾的一面。

    危险废物的海洋处理

    危险废物的海洋处理就是利用海洋巨大的环境容量和自净能力，使固体废物消散在汪洋大海之中。海洋处置废物方法有两种：一是海洋倾倒，二是海洋焚烧。

    疏浚物的倾倒会影响其他海洋资源的有效利用，并可能对海洋环境造成灾害（1）海洋倾倒：固体废弃物直接投入海洋的一种处置方法。它的根据是海洋是一个庞大的废弃物接受体，对污染物质有极大的稀释能力。海洋倾倒要求选择合适的深海海域，且运输距离不要太远，又不会对人类生态环境造成影响。

    （2）海洋焚烧：是利用焚烧船将固体废弃物进行船上焚烧的处置方法。废物焚烧后产生的废气通过净化装置与冷凝器后排出，冷凝液排入海中，气体排入大气，残渣倾入海洋。这种技术适于处置易燃性废物，如含氯的有机废弃物。目前对这一方法还有很多争议。

    《中华人民共和国海洋环境保护法》第五十六条规定，国家海洋行政主管部门根据废弃物的毒性、有毒物质含量和对海洋环境影响程度，制定海洋倾倒废弃物评价程序和标准。向海洋倾倒废弃物，应当按照废弃物的类别和数量实行分级管理。可以向海洋倾倒的废弃物名录，由国家海洋行政主管部门拟定，经国务院环境保护行政主管部门提出审核意见后，报国务院批准。

    温排水与海水温度

    温排水是指用作电厂凝结器的冷却水，温度升高约8℃～10℃后重新排回海洋、湖泊、河流、水库的那部分水。水域中大量温排水的存在，使受纳水体温度升高，扰乱了水体原有的温度分布，出现了质量、能量的递变和重新分配，对水域的水质和生态产生很大的影响。

    水域中大量温排水的存在，对水域的水质和生态产生很大的影响1984年联合国海洋污染专家组就曾对此问题做过研究。研究结果显示，水温的升高会使饱和溶解氧降低，加快有机污染物的分解速度和水生物呼吸，引起耗氧量显著增加，一些有毒的浮游生物大量繁殖，容易引起赤潮；水温的增加会提高水中有毒物质的毒性和水生生物对有害物质的富集能力，某些污染物的毒性增加；还有许多对温升敏感的生物，其物种的数量、种群结构、新陈代谢行为会受到明显的影响。

    《海水水质标准》（GB3097-1997）规定，对于第一类和第二类海水，人为造成的海水温升夏季不能超过当地、当时1℃，其他季节不超过2℃；对于第一类和第二类海水，人为造成的海水温升不能超过当地、当时4℃。因此，向海域排放火电厂的冷却废水，必须采取有效措施，保证邻近渔业水域的温度符合该标准要求。

    污水海洋处置

    污水海洋处置是指将污水由陆上处理设施经放流管和污水扩散器从水下排入海洋的处理方式。《污水海洋处置污染控制标准》规定：污水海洋处置的排放点必须选在有利于污染物向外海输移扩散的海域，不得影响鱼类洄游通道，不得影响混合《污水海洋处置污染控制标准》区外的邻近功能区的使用功能；必须综合考虑排放点所在海域的水质状况、功能区的要求和周边的其他排放源；对污染物排放总量实施控制的重点海域，应考虑该海域的污染物排放总量控制指标；污水通过放流系统排放前须至少经过一级处理；污水排放不得导致纳污水域混合区以外生物群落结构退化和改变，不得导致有毒物质在纳污水域沉积物或生物体中富集到有害的程度。

    沿海生态系统

    沿海生态系统是地球生态系统的5个子系统之一，它包含的子系统有潮间带生态系统，大型海藻场，沙滩生态系统，河口、盐沼和海草生态系统，红树林沼泽生态系统，珊瑚礁生态系统等。

    潮间带生态系统是高低潮线之间的海域，是海洋与陆地之间的过渡带，受潮汐的影响强烈，环境梯度明显，环境类型多样。大型海藻场，是由冷温带的潮下带的硬质底上生长的大型褐藻类植物等构成的生态系统。沙滩生态系统，其生物组成特点是生物个体很小，大型种类多为穴居，肉眼不易观察。

    沙滩生态系统，其生物组成特点是生物个体很小，大型种类多为穴居河口、盐沼和海草生态系统，其形成于海水和淡水交汇和混合的部分封闭的沿岸海湾。红树林沼泽生态系统，红树林泛指一群生长于热带及亚热带沿海潮间带泥质湿地的乔木或灌木。

    珊瑚礁生态系统，分布在南北半球20℃等温线范围内，由生物作用产生碳酸钙沉积而成。

    溢油风化

    溢油风化是指在石油的开发、运输、加工过程中，石油或烃类溢散到海面后其组分和性质随时间的变化。“风化”是物理作用、化学氧化和生物降解等在自然状态下综合作用的结果。

    风化过程主要包括：（1）溢油的扩散作用，即原油在海水表面受重力和表面张力作用下由厚变薄，向四周呈圆形匀速扩散的过程；②溢油漂移，即由风和海流引起的油膜运动；③蒸发作用；④溢油溶解，即石油中的低分子烃在海水中分散的一个物化过程，也是一个自然混合过程；⑤乳化作用，是水包油分散向油包水乳化液变化的过程；⑥吸附沉淀，指溢油在海洋中经过蒸发、乳化等变化后，其密度增加，有些重残油的相对密度大于1，在微成水或淡水中下沉；⑦光化学氧化，在有氧条件下，自然光的作用使许多石油烃转化为具有化学和生物活性的化合物；⑧生物的降解作用。

    海上溢油二甲基硫与酸雨酸雾

    二甲基硫是全球硫循环中的一种重要硫化物。它参与酸雨酸雾的形成过程，在大气化学和生物地球化学中占具重要的位置，对气候和环境产生重大影响。二甲基硫是海水中含量最丰富的有机硫化物，海—空通量约为（0.6～1.6）×1012摩尔／年，占海洋中硫释放量的55％～80％。海洋中的二甲基硫主要是通过生物活动产生的，大约95％的二甲基硫来自于海洋中浮游生物的生产与转化。二甲基硫的产生途径包括海藻的同化硫酸盐还原、前体物二甲基磺酸丙酯的合成与释放等过程。二甲基硫的生成受到海洋环境中各种生物因子和非生物因子的影响。海水中的二甲基硫一旦生成就会立刻受到各种各样的作用而被转化、降解或进入到大气中去。影响海水中二甲基硫转化的因素很多，其中细菌的降解、光的化学氧化和海—空扩散是三个最为重要的影响因素。二甲基硫在海水表面浓度分布并不均一，近岸高生产力海域中的二甲基硫含量一般高于低生产力的大洋海域。二甲基硫主要存在于海洋真光层中，其在表层海水中的分布还表现出一定的周期变化。

    溢油扫海面积

    海上溢油之后以油膜的形式覆盖在海面上，在重力扩展、风应力及水动力的作用下进行漂移运动。不同时刻油膜所经过海面的总面积，即称之为溢油扫海面积。

    溢油事故一旦发生，后果十分严重溢油在海洋水体中的运动主要表现为两种过程：在平流作用下的整体位移和在剪流和湍流作用下的扩散。通过数值模拟，可以计算特定时刻溢油质点的漂移位置、漂移轨迹以及溢油的扫海面积。溢油扫海面积的计算对于海上溢油的应急处理非常重要，溢油事故一旦发生，后果十分严重，必须在短时间内加以控制，将溢油扫海面积控制在最小的范围。

    保护海洋环境

    海洋自然生态环境

    问题不容忽视近几十年来，在人类大规模向海洋进军的同时，海洋生态环境被破坏的程度也越来越严重，长此以往，海洋资源将减少，海洋自然灾害更难以防治。海洋环境的恶化，已使人们认识到保护和保全海洋生态环境的重要性。

    当前，海洋自然生态环境遭到破坏的现象主要表现在以下几个方面。

    海水污染

    海水中存在自然污染现象，如动植物尸体的腐败、有毒微生物的繁殖等。但是海水也有自净的能力，污染和自净之间保持着某种平衡。然而海水的自净能力的速度远远跟不上污染的速度，人为的污染越来越严重，使海洋自然生态环境失去平衡。

    航海业的发展，航船数量增多，船上大量垃圾倾入海中，这些都会造成海水污染。

    石油污染是海水污染的一个重要方面。海上油气井难免要产生油气泄漏，另外，油船在航运过程中有3％的石油漏入海中。油船卸油后要用海水压舱，装油前则要抽出海水，并要清洗，最后又把大量油水混合物排入海洋。据统计，每年排入海洋的石油和石油污染物多达1，000万吨。

    海水污染不容忽视

    核污染也不可小视。核动力舰船排出大量放射性废物；核动力舰艇及携带核武器的舰艇或者飞机失事沉入海底，都会造成可怕的核污染。有的国家在海洋珊瑚岛上或水下进行核试验，直接造成海水核污染。

    最重要的污染源来自陆地，全球每年往海里倾倒的垃圾多达200亿吨以上，每年仅往北大西洋东部的北海倒入的垃圾就有1亿吨以上。垃圾中有玻璃制品、塑料制品、放射性废料、化学毒品、重金属等。濒海国家的沿海、沿河地带是人口密集、工业发展最快的地带，大量的生活污水和工业废水有的排入河中，有的直接排入海中，这些水中有酚、水银、铅、磷、硝酸盐、铬、锌、铜等，排入河中使河流成为毒河，再流入海中又使海水受到污染。据调查，每年注入渤海的工业废水达28亿吨，各类污染杂物共70多万吨。1997年，渤海无机氮超标66％，无机磷超标68％，油类超标63％。近来，更有学者发出呼吁：如果再不对这些污染加以治理，渤海有成为“死海”的可能性！

    海岸带环境受刭破坏

    海岸带的湿地、滩涂，由于大量的围海造田、围海养殖等活动，其自然景观受到严重破坏，一些重要经济鱼类、虾、蟹、贝类的生息场所消失，许多珍稀濒危野生动植物绝迹，这也大大降低了滩涂湿地调节气候、储水分洪、抵御风暴潮及护岸保田等能力。

    海岸环境受到破坏

    由于长期的围垦和砍伐，许多沿岸红树林已经退化为残留次生林和灌木丛林。红树林的被破坏，不仅使一些珍贵的树种消失，也使林地的鱼、虾、蟹、贝减少，林中候鸟绝迹，还使海岸防潮、防浪、固岸、护岸功能降低。

    海中珊瑚礁是一种观赏品，还可用来制药、烧制石灰，因而成为沿海地区采捞的对象。过度的开采，使岸边珊瑚礁迅速减少，其结果也使丰富多彩的珊瑚礁生物群落遭到破坏。更严重的后果是使岸滩抵御台风、风暴潮的能力降低，可能引发海岸后退、树倒房塌等灾害。

    目前一些入海河流因为在上游建坝蓄水，入海水量减少，造成干旱地区的河流季节性断流，河口三角洲退化，河口渔场消失或外移，河口洄游生物失去通道而衰退或绝迹，导致生态环境大大地恶化。

    海洋动物锐减

    海洋动物的种类和数量的大量减少主要是由海水污染和过度捕捞引起的。海水污染是一些沿岸和滩涂海洋生物的灾难，污染致使一些重要的经济鱼、虾、蟹、贝类失去生存条件，数量和种类都大为减少。例如，我国有的沿海城市，三四十年前贝类论堆卖，现在贝类在这里不仅价格暴涨而且已很少能见到。美国的切萨皮克湾的水产原来十分丰富，尤其是蓝蟹最负盛名，然而，由于人们在海湾四周无休止地开发，滩涂面积减少，城市垃圾、生活污水和工业废水直接或通过河流入湾，毒害湾中生物，蓝蟹现已近于消失。另外，流域农牧业的发展又使营养丰富的径流进入海湾，导致浮游藻类急剧增长，阻碍了水下光照，水下植物因失去光照而逐渐消失，同时藻类死亡和分解时又消耗水中氧气，使海洋动物生存环境日益恶化。

    过度捕捞是海洋动物锐减的又一个重要原因。第二次世界大战后，世界各国渔业发展迅速，1950年世界渔获量仅2000万吨，到1989年已达9000万吨。掠夺性的捕捞使鱼类大量减少，如美国新英格兰沿岸的鳕鱼、比目鱼减少了65％，北海已有50％的鱼种绝迹。有些国家在海上用流网捕鱼。这种流网被称为“死亡之墙”。一条船挂几十个流网，而且还使用细眼的“绝户网”，一网过去，大鱼小鱼一扫而光。

    捕捞过度污染加上过度捕捞，使许多海洋动物中的珍稀物种濒临绝种或在某些海区绝种，从而又使一些原来数量很多的物种成为了珍稀物种。

    保护和保全海洋

    环境刻不容缓污染海洋，就是危害人类自己；保护海洋，就是保护人类的生命！当前，全世界应当共同努力，采取切实可行的措施，保护保全人类共同依赖的海洋环境。目前应该在如下几方面采取行动：

    保护海洋环境

    ①对海洋环境进行调查、监测，进一步加强对海洋的管理。海洋环境调查和监测是海洋环境管理的重要组成部分和基础性工作。只有对海洋环境现状和发展趋势摸清楚，才能有针对性地采取切实可行的对策和有力的措施，改善、保护和保全海洋生态环境。

    ②制订和执行海洋环境保护法规。我国对海洋环境保护十分重视，1982年就颁布了《中华人民共和国海洋环境保护法》，还相应颁布了《防止船舶污染海域管理条例》、《海洋石油勘探开发环境保护管理条例》、《海洋倾废管理条例》、《自然保护区条例》、《水污染防治法》等10多个条例，10余项部门规章和海水水质标准等，形成了比较完整的海洋环境保护法规体系。有关部门认真贯彻执行这些法规，取得了重大的成果。

    ③采取可行的海洋环境保护措施。

    a.减少陆源污染物的入海量。主要措施有调整沿海大中城市工业布局，对污染严重的企业要定期治理或关、停、并、转、迁，建设污水处理厂，开展三废综合治理利用等。

    b.对港口、运输船舶和钻井船装备安装油水分离装置和含油污水接收处理设施。

    c.各油田配置围油栏、化学消油剂和溢油回收船。

    d.建立海上疏浚物倾倒区、空中放油区，建立倾倒许可制度，并加强对倾倒区的环境质量监测，逐步停止在海上倾倒工业废物，禁止工业废物和阴沟污泥在海上焚烧。

    e.严格禁止在海上处理一切放射性物质。

    f.实行海岸带综合管理，如对以煤和油为燃料的船舶的海滨砂矿开采、近海油气开发、工业化的捕捞和养殖、海岸工程的建设、沿海地区工业的发展和人口的增加，滩涂围垦和围海造地，过度抽取地下水，以及各种海洋资源的开发利用等活动实行综合管理。

    g.限制捕捞数量、实行休渔制度和渔船报废制度，禁止使用各种围网捕鱼；投放人工渔礁，促进鱼类繁殖，保护水产资源。

    h.建立各种自然保护区，如红树林自然保护区、珊瑚礁自然保护区、滩涂湿地自然保护区、海洋生物多样性自然保护区、珍稀濒危物种自然保护区等。

    ④加强国际合作，保护海洋生态环境。世界海洋是一个整体，也是全人类共同的资源宝库。国际上目前已经十分重视这项工作，如1982年的《联合国海洋法公约》等一系列海洋法规的制订，各涉海国际组织的频繁活动，1992年召开的“联合国环境与发展会议”通过《21世纪议程》等。我国是一个海洋大国，在这方面也已做了大量的工作。我国相继加入了国际海事组织等近20个涉海国际组织，参加了《联合国海洋法公约》的制订工作，并于1996年批准了该公约。我国还参与许多国际协定的制订工作，并与几十个国家签订了大量的双边和多边协定。我国在和各国海洋科技合作与交流活动中作出了积极贡献。

    海洋的物质环境

    大洋区与海底构造

    大洋区是指远离大陆架和浅海的开阔海域，它是海洋的主体。大洋区的面积广大，约占地球表面积的50％，同时它也是地球上生命最密集的地方。没有人能确切地说出广阔的大洋区内到底栖息着多少种生物，科学家们估计，安家于此的生物大约有50万到1亿种之多。

    人类对于大洋区的了解非常有限。由于大洋区涵盖的水域过于巨大，海底在从大陆架过渡到大陆坡的过程中，走势会明显陡峭起来。海洋的深度也在迅速增大。在大陆坡上常常会存在一些海底峡谷一类的地质构造。在大陆坡的终结处会出现海底隆起。向大洋深处继续前进，海床的结构将呈现出广阔的深海平原使得人类对其进行探索的难度不亚于探索外层空间。同时，这片未知领域的水深也是对研究工作的一个阻碍，深海勘探技术只是在近40年才有所突破。技术的发展为我们带来了诸如深海摄影机、载人深海潜艇、遥控水下机器人等探索海底秘密的工具。

    尽管从表面上看，大洋区是一片一望无际的水平面，但海却不像它的表象那样简单而统一。大洋是一个极其复杂的系统，时时刻刻受到地理、化学、物理、生物等众多外界因素的影响。任意从大洋中选择出1，000个不同地域，它们的水文性质都是不同的。同样，某片水域中生活着的生命无论是数量还是种类都因地点的不同而不同。

    海洋的平均深度为3，700米，而所谓的“深海海床”是指水深为200～11，038米的水域。如图所示，大陆向深海延伸的过程中，会出现一个坡度明显加大的区域，这就是深海海床的边界。它取决于当地的地质环境，这种下降坡的坡度可能是走势缓慢的小山，也有可能是接近垂直的海底悬崖。在有些地区，大陆坡上会包含一些类似陆地上峡谷的构造。科学家们分析这种海底峡谷是由于河流的侵蚀而形成的。因为在远古时代，海平面比现在要低得多，现在的大陆坡是由原来的陆地演化而来。除上述原因外，少数的海底峡谷的形成应归因于海底浑浊流的侵蚀。可以说，浑浊流就是海底的泥石流，主要由水和沉淀物组成。引起这种暗流的原因是多方面的，地震或发生在大陆坡上的滑坡都可能导致浑浊流的产生。当浑浊流在大陆坡表面急剧流动时，就会对大陆坡造成侵蚀，因而形成了海底峡谷。

    在大陆坡的底端，由于沉积物的不断积累而形成一个小小的隆起，称为大陆隆。总体来说，大西洋中的大陆隆数量要比太平洋中的大陆隆多一些。因为在太平洋的大陆坡底部存在着许多深不见底的海沟，容纳了部分从大陆坡流下来的沉淀物。在北冰洋和印度洋也存在着大陆隆。从大陆隆开始，深海海底开始延伸而形成广大的深海平原，其深度一般在4，500~5，000大陆坡的底端的海沟示意图米。深海平原并不是绝对的平坦，平原上经常会出现一些凸起的海底小山。这些海底山多半由海底火山活动和深层地壳运动形成，其中一些甚至高达1，000米。海底山在整个海底结构中占很大的比例，据估算，大西洋海底面积的50％都是海底山结构。而在太平洋，其比例更是高达80％。

    在深深的海底，存在着长长的火山山脉。这些山脉绵延成一条环绕全球的海下山脊，称为中洋脊。中洋脊的形成是海底火山长年喷发的结果。现今，中洋脊附近的火山依然保持着活力。在那里，我们经常可以观察到滚烫的熔岩从中溢出。熔岩到达中洋脊表面时便会蔓延开来，在海水中冷却石化成新的大洋地壳。这一地质活动使整个海底地壳以中洋脊为轴线，不断地向两侧扩张，其过程又称为海底扩张。新的地壳在中洋脊的两侧不断生长，以每年2厘米的速度分开原有的大洋地壳。不断分开的旧地壳会在其所在板块边缘处被迫俯冲下沉。地壳下沉的区域称为“大陆俯冲带”。在俯冲带，旧地壳将沉入地幔之中，并被强大的地热液化而重新生成岩浆。如此循环往复，使地壳的新生和马里亚纳海沟消亡达到消长平衡。通常，大陆俯冲带位于深海海沟之中，世界上主要的海沟，多聚集于太平洋。

    地球上最深的俯冲带位于太平洋。新几内亚北部的马里亚纳海沟创造了全球海洋的深度之最。其最低点位于海平面以下11，000米（即11公里）处，完全无愧于它“挑战者深渊”的称号。如果想要量化这一深度，我们可以做一个有趣的想象：倘若把地球上的最高峰——珠穆朗玛峰（海拔高度8，848米）填入马里亚纳海沟，峰顶距海面还有近3，000米的距离！除马里亚纳海沟外，太平洋中其他重要海沟主要有三条，分别是位于南美洲西海岸的秘鲁—智利海沟、日本附近的日本—千岛海沟以及阿留申群岛海域的阿留申海沟。大西洋中存在着两条长度相对较短的海沟，分别是位于南美洲最南端海域的南三维治海沟和南北美洲中线东部海域的波多黎各—开曼海沟。

    不同水域的划分

    为了更好地阐述海底环境的特性，科学家们在海底中划分了许多不同的区域。尽管这些区域之间并不存在明显的界限，但每个区域都有它独特的物理、化学和生物属性。不同区域概念的引入，方便了对于海底生态和物理环境的研究。

    我们可以由深度的不同将水柱划分为不同的区域。其中，上层带可以从太阳吸收足够的光照，以维持其中生物的光合作用，所以又称“光合作用带”。相对来说，中层水区中的光线要昏暗得多，因此又叫做“暮色带”；由于海水透光性的限制，中层带以下的深层带和深渊带是没有阳光的黑暗世界整体来说，海洋的表面被划分为近海区和大洋区。近海区是指从海岸线到大陆架末端的海域。而从大陆架末端开始的广阔海域被称为大洋区。无论是在大洋区还是近海区，我们都以深度为标准来划分海洋中不同的水域。而各个水域的名字是以希腊文词根来命名的。为了方便研究，海洋学家建立了“水柱”模型，即以某片深海海床为底，母线垂直上升的水柱。水柱是研究深海海水性质的模型。通常，海洋学家们把整个水柱称为“pelagic（译为远洋中的水）”，这个词是由希腊文中“海”（pelagos）衍生而来的。

    图中标注了水柱中不同深度水域的名称。其中，由海平面至水下200米的区域，也是水柱的表层，叫做“光合作用带（上层带）”；“中层带（暮色带）”是指水深200~1，000米的区域；“中层带”以下是“深层带”，其深度约在1，000~4，000米之间。从4，000米往下更深的海域被划分为两个区域，其中深度在4，000~6，000米的水域被称为“深渊带”，而6，000米以下水域则定义为“超深渊带”。

    与海洋中的水体类似，整个海底也依深度的不同而划分成了若干区域。在潮汐的最高峰时期，仍能保持在海平面以上不被淹没的陆地区域称为“潮上带”；那些涨潮时被淹没，而退潮时又浮出海面的区域称为“潮间带”；从退潮水位最低点一直延伸到大陆架末端的区域叫做“潮下带”。潮上、潮间、潮下三带，是近海海床的主要三种类型。由潮下带再往深海前进，则是由大陆坡、大陆隆起以及海底深渊两壁组成的“半深海带”。而所谓的“深海带”是指深度达到4，000~6，000米的海底。如果海床深度超过6，000米，则称之为“超深渊带”。海底的区域划分复杂，不过在任何一个区域中生活的动物都统称为“海底动物”。

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